Проект: «Разработка когнитивной Smart-технологии для интеллектуальных систем управления сложными объектами на основе подходов искусственного интеллекта» (2018-2020 гг.).
Целями проекта являются:
1. Проведение исследований в области биоинформатики для разработки Smart – технологий создания систем прогнозирования и управления сложными динамическими нелинейными объектами с различными видами неопределенностей параметров на основе различных биоинсперированных подходов искусственного интеллекта и в частности развитие перспективного направления искусственных иммунных систем.
2. Разработка Smart – технологий на основе создания новых модифицированных алгоритмов искусственных иммунных систем и практических приложений с их использованием для технических, технологических и социально-экономических сложных объектов управления в системах промышленной автоматизации, технологических процессах нефтегазовой отрасли, образовании и фармакологии.
Так как в экономике Казахстана ведущая роль отведена нефтегазовой отрасли и в связи с ростом требований, предъявляемых к современным промышленным предприятиям, а также бурным развитием новых информационных технологий актуальна разработка и внедрение эффективных интеллектуальных систем управления и диагностики промышленного оборудования в данной отрасли.
Задачи проекта:
— Разработка эффективной Smart-технологии построения динамических интеллектуальных систем управления сложными объектами на основе когнитивного подхода и новейших разработок ИИ (искусственных иммунных систем, алгоритмов роевого интеллекта, нейронных сетей, генетических алгоритмов, теории нечетких множеств и мультиагентных систем) для различных приложений.
— Синтез многофункциональной искусственной иммунной системы, состоящей из подсистем, реализующих основные механизмы и алгоритмы функционирования иммунной системы человека (молекулярное узнавание, клональный отбор и негативную селекцию) для оценки состояния и прогноза поведения интеллектуальной системы, диагностики оборудования, поддержки принятия решения и оперативной корректировки поведения системы.
— Создание новых модифицированных алгоритмов ИИС с применением алгоритмов роевого интеллекта, нейронных и генетических алгоритмов, а также разработка программного обеспечения для их реализации в многофункциональной ИИС.
— Разработка системы диагностики промышленного оборудования на основе предложенных модифицированных алгоритмов ИИС, подходов AMDEC (Analyse Des Modes de Défaillance set des leurs Effect set leur criticité, анализ режимов работы и отказов, их влияния и степень критичности)и современной микропроцессорной техники.
— Создание мнемосхем для управления сложными объектами с использованием новейших достижений в области искусственного интеллекта и когнитивных технологий.
— Реализация многофункциональной ИИС на основе мультиагентного подхода с использованием когнитивных агентов при синтезе интеллектуальных систем управления для различных приложений в системах промышленной автоматизации, технологических процессах нефтегазовой отрасли и образовании.
3. Создание инновационных интеллектуальных информационных технологий дистанционного обучения (с возможностью удаленного доступа к современному действующему промышленному оборудованию разных фирм производителей в лабораториях коллективного пользования) с использованием различных нетрадиционных биоинсперированных подходов: искусственных иммунных систем; нейронных сетей, генетических алгоритмов, алгоритмов роевого интеллекта и др.
Решается проблема подготовки профессиональных инженерных кадров для работы с современными технологиями и сложным промышленным оборудованием.
В ходе выполнения проекта за 2018 г. были получены следующие основные результаты:
— Разработана Smart-технология построения интеллектуальных систем управления сложными объектами на основе когнитивного подхода и новейших разработок искусственного интеллекта.
— Проведен аналитический обзор современного состояния Искусственных Иммунных Систем (ИИС).
— Разработаны теоретические основы для создания многофункциональной Искусственной Иммунной Системы.
— Рассмотрены основные механизмы управления на основе распределенных систем управления предприятиями Honeywell DCS, а также принципы передачи и хранения данных для работы с прогнозируемыми событиями с использованием подхода ИИС.
— Предложена архитектура интеллектуальной системы на основе модифицированного алгоритма ИИС (клонального отбора) для интеграции с Honeywell DCS.
— Разработана многофункциональная ИИС на основе модифицированных алгоритмов роевого интеллекта, когнитивных технологий и мультиагентного подхода.
— Разработан модифицированный алгоритм роя частиц с весом инерции (IWPSO) для многофункциональной ИИС.
— Разработан модифицированный кооперативный алгоритм роя частиц (CPSO) для многофункциональной ИИС.
— Получены результаты моделирования модифицированных алгоритмов роя частиц (IWPSO и CPSO) на базе реальных производственных данных нефтегазовой компании ТенгизШевройл для диагностики промышленного оборудования (с использованием суточных замеров показаний с датчиков установки У300) на основе ИИС.
— Проведен сравнительный анализ результатов моделирования модифицированных алгоритмов роя частиц (IWPSO и CPSO) с классическим алгоритмом роя частиц (PSO).
— Разработана инновационная когнитивная Smart-технология на основе ИИС для дистанционного обучения людей с ослабленным зрением инженерным специальностям в лаборатории коллективного пользования компании Honeywell для обучения промышленному оборудованию с использованием распределенной системы управления Experion PKS. Применение когнитивного подхода позволяет обеспечить качественное персонализированное дистанционное обучение в зависимости от типа центральной нервной системы обучающихся (холерик, меланхолик и т.д.), психофизиологических особенностей восприятия и усвоения текущей информации, а также особенностей зрения с учетом психотипа. В дальнейшем предлагаемая когнитивная Smart — технология может применяться при разработке мнемосхем для управления сложными техническими, технологическими процессами и осуществления информационной поддержки деятельности человека с учетом индивидуальных психофизиологических особенностей восприятия и осознания текущей информации.
— Разработана уникальная иммунносетевая технология построения интеллектуальных систем прогнозирования и управления сложными объектами в условиях неопределенности параметров на основе биологического подхода искусственных иммунных систем (ИИС). Данная технология по обработке и прогнозу многомерных данных нацелена на уменьшение ошибок обобщения и повышение достоверности прогноза на основе свойств гомологичных белков.
Результаты исследований применяются при разработке следующих приложений: интеллектуализации систем промышленной автоматизации, диагностики промышленного оборудования, при компьютерном молекулярном дизайне лекарственных препаратов с заданными свойствами, дистанционном обучении инженерным специальностям людей с ограниченными возможностями зрения.
Проект «Разработка аппаратно-медицинского комплекса оценки психофизиологических параметров человека» (2018-2020 гг.).
Научный руководитель: д.ф.-м.н., профессор Мазаков Талгат Жакупович
Целью проекта является: Разработка новых методов и технических средств оценки психофизиологических параметров человека.
Фундаментальной задачей проекта является разработка и исследование методов и средств оценки психофизиологических параметров человека.
Для решения данной задачи ставятся следующие основные подзадачи:
Научная новизна заключается в исследовании существующих, а также в разработке новых математических моделей и алгоритмов для решения поставленной задачи по разработке критериев психофизиологической идентификации личности на основе интервальной математики. Практическая значимость состоит в разработке методов и программно-аппаратных средств получения психофизиологического портрета личности, которые могут быть применены органами государственного управления и правоохранительными органами.
